Розширення блокчейну: Битва між Layer 1 та Layer 2

Технологія blockchain довела свою здатність підвищувати довіру, захищати безпеку та покращувати прозорість у бізнес-операціях. Однак із зростанням кількості користувачів проблема перевантаження мережі стає все більш очевидною. Щоб вирішити цю проблему, спільнота blockchain шукає рішення для масштабування через два основні напрямки: оновлення Layer 1 (рівень базовий) або створення Layer 2 (додатковий рівень). Ця стаття детально проаналізує ці два підходи та їхній вплив на майбутнє криптовалют.

Layer 1 vs Layer 2: Два різні шляхи

Layer 1 — це базовий блокчейн, наприклад Bitcoin або Ethereum. Рішення для масштабування Layer 1 безпосередньо змінюють протокол мережі, збільшуючи розмір блоку, прискорюючи підтвердження або застосовуючи більш ефективний механізм консенсусу.

Layer 2 — це мережі, що працюють на платформі Layer 1, дозволяючи обробляти транзакції поза ланцюгом і потім надсилати результати назад для підтвердження. Це зберігає безпеку Layer 1 без необхідності змінювати базовий протокол.

Методи масштабування Layer 1, що використовуються

Sharding: Шардинг

Шардинг — техніка, натхненна розподіленими базами даних. Вона ділить мережу blockchain на менші частини, звані "шард", кожен з яких обробля транзакції паралельно. Zilliqa є яскравим прикладом застосування шардингу для збільшення швидкості обробки з десятків до сотень транзакцій на секунду.

Proof of Stake (PoS): Економія енергії

Ethereum перейшов з Proof of Work на PoS через оновлення Ethereum 2.0. Замість майнерів, що розв'язують складні задачі, PoS дозволяє користувачам "залучати" (stake) токени для підтвердження транзакцій. Це не лише зменшує споживання електроенергії, а й прискорює обробку.

Cardano з механізмом Ouroboros PoS, Algorand з чистим PoS-консенсусом і Fantom з механізмом aBFT — це інші Layer 1, що застосували цю стратегію.

SegWit: Оптимізація даних

Bitcoin застосував SegWit (Segregated Witness) для відокремлення підписів від даних транзакцій. Оскільки підписи займають до 65% обсягу транзакції, SegWit дозволяє кожному блоку містити більше транзакцій без збільшення розміру блоку понад 1 МБ.

Плюси та мінуси Layer 1

Плюси:

• Не потрібно додаткової інфраструктури
• Стійке рішення, збереження оригінальної безпеки
• Легке для звичайних користувачів

Мінуси:

• Вимагає хардфорк або софтфорк, що може спричинити розкол спільноти
• Обмеження зберігання та пропускної здатності вузлів
• При надмірному зростанні транзакцій можливі затримки
• Складність транзакцій між шардами, потрібен додатковий час підтвердження

Популярні рішення Layer 2

Rollups: Об'єднання транзакцій

Rollups виконують транзакції поза ланцюгом, а потім об'єднують їх у один пакет і надсилають у блокчейн. Це зменшує навантаження на Layer 1 і значно знижує комісії.

Optimistic Rollups припускають, що транзакції валідні, крім випадків, коли є докази протилежного. Zero-Knowledge Rollups надають математичні докази без розкриття деталей транзакцій.

Arbitrum і Optimism — популярні Layer 2 рішення для Ethereum, причому Arbitrum забезпечує кращу пропускну здатність і нижчі комісії завдяки optimistic rollups.

State Channels: Канали стану

Lightning Network працює на Bitcoin, дозволяючи відкривати канали між кількома сторонами для транзакцій без запису кожної з них у головний ланцюг. Це дозволяє здійснювати мільйони транзакцій на секунду з майже нульовими комісіями.

Nostr, Strike, THNDR Games і OpenNode — застосунки, що використовують Lightning Network для мікроплатежів і швидких міжнародних переказів.

Sidechains: Паралельні блокчейни

Polygon, Skale і Rootstock — незалежні sidechain, підключені до основного блокчейну через мост (bridge). Вони мають власний механізм консенсусу, що дозволяє швидше і дешевше здійснювати транзакції.

Особливо варто відзначити Polygon: станом на червень 2023 року його загальна заблокована вартість (TVL) у DeFi становить близько 1,3 мільярда доларів США, її використовують великі платформи, такі як Compound і Aave. Polygon Studios також переходить від Web 2.0 до Web 3.0.

Плюси та мінуси Layer 2

Плюси:

• Швидші транзакції (тисячі транзакцій на секунду)
• Значно нижчі комісії порівняно з Layer 1
• Не потрібно змінювати базовий протокол
• Легко впроваджувати нові функції

Мінуси:

• Обмежена сумісність між різними Layer 2
• Ліквідність розподілена між кількома протоколами
• Виведення активів з Layer 2 у Layer 1 може займати час
• Користувачам потрібно керувати кількома гаманцями і обліковими записами

Порівняльна таблиця

| Критерій | Layer 1 | Layer 2 | |---------|--------|--------| | Швидкість обробки | повільніше | швидше (1000+ TPS) | | Транзакційні витрати | вищі | нижчі | | Безпека | незалежна, сильна | залежить від Layer 1 | | Час розробки | довше (хардфорк) | швидше | | Ліквідність | централізована | розподілена |

Ethereum 2.0: Зміни у грі

Ethereum 2.0 прагне обробляти до 100 000 транзакцій на секунду, що значно перевищує нинішні 30 TPS. Однак це не робить Layer 2 застарілим. Навпаки, створює більш міцну екосистему, де Layer 1 і Layer 2 доповнюють один одного.

Рішення Layer 2 зберігають свої переваги, особливо у складних DeFi та міжланцюговій взаємодії.

Сучасні застосунки

Фінанси: MakerDAO використовує Ethereum для створення стабільної монети DAI. Lightning Network на Bitcoin дозволяє миттєві платежі з майже нульовими комісіями.

NFT: Ethereum — основна платформа для ринку NFT, а Polygon пропонує мінімальні комісії для купівлі та продажу NFT.

Ігри: Polygon Studios підтримує проєкти GameFi, допомагаючи вирішити проблеми затримки і низької швидкості транзакцій у blockchain-іграх.

Майбутнє: Гібридні рішення

Замість вибору однієї сторони, майбутнє може належати гібридним рішенням, що поєднують переваги обох. Проєкти, такі як LayerZero, розробляють технології для безшовної взаємодії між різними блокчейнами.

Зі зростанням масштабованості blockchain стане більш практичним інструментом для повсякденного життя, не лише для техноентузіастів. Це сприятиме широкому впровадженню криптовалют у маси і відкриє безліч застосувань, яких ми ще не уявляємо.

Висновок: Layer 1 і Layer 2 — це не конкуренти, а доповнювальні рішення. Постійний розвиток обох формуватиме міцну, безпечну і доступну екосистему blockchain для всіх. Це справді захоплюючий час для участі у галузі blockchain.